埋地油气管道杂散电流检测与防护

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1、北京石油化工学院学报第22卷第4期Vo1．22No．4JournalofBeijingInstituteof2014年12月Dee．2014Petro—chemicalTechnology埋地油气管道杂散电流检测与防护李明，王晓霖，蒲宏斌，李天成。，杨静，陈天佐(1．中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺113001；2．中国石化天然气分公司，北京100011；3．中国石化天然气分公司榆济管道公司，山东济南250000)摘要：随着我国长输油气管道里程的不断增长，杂散电流引起的管道腐蚀问题越来越被人们所关

2、注。基于国内外杂散电流的研究成果，分析了杂散电流的腐蚀机理，介绍了常见的杂散电流干扰源及其可能造成的严重危害，阐述了油气管道杂散电流判据和常用的工程测试方法，总结了杂散电流防护措施。通过工程实例分析了油气管道杂散电流的判断、检测、排流改造及效果。通过对杂散电流进行研究分析，找出主要问题，探索解决方案，降低杂散电流影响。关键词：埋地油气管道；杂散电流腐蚀；杂散电流检测；杂散电流防护中图分类号：TE973；TE88文献标志码：A近年我国在能源、电力以及交通领域取得油气管道位于杂散电流流动的地方，由于金属了

3、飞速发展，这也使得铺设埋地油气管道极易相比于媒介电阻较小，杂散电流会流过管道通与高压输电网、机动轨车等产生平行或交叉，部路。杂散电流流过管道时由于电位差会形成腐分区段甚至出现了输电线路、铁路和埋地油气蚀电池，从而在电流流入处形成阴极区并发生管道集中的走廊现象，由此造成的埋地油气管阴极反应，而在电流流出处形成阳极区并发生道杂散电流干扰越来越严重。如果埋地油气管阳极反应。阳极反应即为管道金属失去电子被道防腐层出现破损，杂散电流会流人管道通路氧化而发生腐蚀，即杂散电流腐蚀，而阴极反应并引起管道腐蚀，同时干扰

4、管道阴极保护系统，通常随管道外界环境而有所不同心]。从而造成经济损失甚至引发严重的安全事故和管道杂散电流腐蚀归属于电化学反应中的环境污染。电解作用]。为了从本质上分析杂散电流腐蚀常规检测技术无法较好地检测油气管道的的机理，国内外学者提出了许多理论，如尼尔森杂散电流，而盲目选择干扰防护不仅无法起到提出了交流杂散电流碱化机理和振动模型[4]，积极的减缓作用，还有可能加速腐蚀。因此，针但这些理论只能解释特定条件下的杂散电流腐对埋地油气管道杂散电流干扰检测与防护开展蚀行为，无法诠释普遍现象。研究是当前管道保护

5、的重要课题之一。杂散电流的流动过程形成了2个由外加电位差建立的腐蚀电池，从而加速了金属管道的1杂散电流腐蚀腐蚀。杂散电流正电荷从土壤进入金属管道的1．1杂散电流腐蚀机理及其危害区域，其电位较高，属于腐蚀电池的阴极区，阴杂散电流指流动在规定或设计电路之外的极区一般不会受到影响，当阴极区电位过大时，电流，其流出于规定回路某处，通过大地、水等管道会发生消耗电子的阴极还原反应，表面会媒介传输至其他地方后流回规定电路口]。如果析氢。杂散电流流出管道经土壤返回电流源时，管道流出电流的区域电位相对较低，属于腐收稿日

6、期：2014—05—18蚀电池的阳极区，发生金属原子放出电子转变基金项目：中国石油化工集团公司资助项目(313042)。作者简介：李明(1982一)，男，博士，工程师，研究方向为金属成离子态的阳极氧化反应。腐蚀检测与防护，E—mail：upclmm@126．corn。阳极极化阶段主要发生Fe的阳极溶解5O北京石油化工学院学报2014年第22卷反应：效率。埋地油气管道在无杂散电流干扰时，可Fe—}Fe。+2e以使用传统的～850mV(CSE，以下相同)极化在中性或碱性土壤中，Fe和OH一生成电位判据和一

7、100mV极化判据评判其阴极保Fe(OH)2：护系统，但若存在杂散电流干扰，则保护电流密Fe2++OH—Fe(OH)2度和腐蚀电流密度都会大幅增加，进而对阴极Fe(OH)。在0。和H。O的作用下将生成保护系统产生不同程度的影响。研究表明，埋难溶的Fe(OH)。：地管道受到交流杂散电流干扰时，尽管其管地4Fe(OH)24-O24-2H2O—+4Fe(OH)3电位满足传统的一850mV准则，仍会发生交Fe(OH)。不稳定，会发生以下转化：流腐蚀j。Fe(OH)3一FeOOH1．2杂散电流的分类和主要来源F

8、e(OH)3+Fe2O3·3H2O—Fe2O3+3H2O杂散电流干扰来源较多，依据干扰电流性质可归类为交流电流干扰、直流电流干扰和地其中，FeOOH为赤色腐蚀产物，FO。·3H。O电流干扰Ⅲ9]。交流电流干扰通常是由交流电流则呈黑色，经干燥脱水后转化为黄褐色的传输、感应和接地引发，如交流电气铁路、高的FeOI。压输电线路等。直流电流干扰通常发生于工作无杂散电流时，土壤腐蚀电池两极的电位电路或电力设备中需要多处接地的境况，如直差仅为0．35V，而有杂散电流